¿El cable CAT5 es lo suficientemente bueno para el cable RS-485 frente al cable "verdadero" RS-485

Tengo un proyecto de comunicaciones en serie por venir. Se deben comunicar varias placas con interfaces RS-485. La velocidad de la fecha es de 57600bps y la longitud del cable será inferior a unos pocos cientos de pies.

¿El cable blindado CAT5 funcionará lo suficientemente bien en esta situación o debo pagar el extra por un cable RS-485 "verdadero" como este ?

No puedo visitar el sitio de instalación con anticipación, ya que es interestatal. Sin embargo, tengo las mismas tablas aquí en el laboratorio con las que puedo probar.

Aunque a menudo está protegido, CAT5 puede ser del tipo UTP, lo que significa par trenzado sin blindaje. El cable "verdadero" RS-485 al que se conecta tiene dos pares trenzados y un blindaje. Si recuerdo bien, CAT5e (y superior) tiene un blindaje, al menos la mayoría de los cables que he visto tienen: el estándar exacto puede variar. Supongo que eso haría el trabajo simplemente bien. Solo asegúrese de usar el par trenzado como en el cable RS-485 original (su hoja de datos se ve como [1 White / Orange Stripe] y [2 Orange / White Stripe] son ​​un par trenzado, y [3 Blue / White Stripe] es un tercer cable sin retorcer)

Parece que hay un pequeño desajuste de impedancia (100 Ohms para CAT5, 120 Ohms para RS-485). Esto provocará reflexiones en el controlador y en el receptor, pero estoy bastante seguro de que su aplicación seguirá funcionando. Si bien puede leer que 120 ohmios es típico para RS-485, la red de terminación usa 120 ohmios entre el par diferencial y 2 * 680 ohmios para VCC y GND.

Fuente

Por lo tanto, el valor de la terminación que el cable "busca" es menor de 120 ohmios de todos modos: (120 || (680 + 680)) ohmios = 110 ohmios.

Si tiene la oportunidad de realizar la prueba, puede hacerlo. Probablemente ni siquiera dudaría y usaría STP CAT5 (e). Si su contrato dice que paga dinero por cada minuto que falla su instalación, probablemente quiera usar cables con la especificación adecuada. (Esto último aún no garantizará que nada falle, pero probablemente esté en una mejor posición si puede culpar al cable "verdadero" en lugar de que alguien más culpe a su cable "incorrecto". Pero verá cómo esto dura el párrafo no tiene nada que ver con la física ...)

En general, CAT5 está bien para RS485. IME, el primer límite que alcanzas es la resistencia en serie que conduce una terminación sobre un cable largo. He corrido 250kbaud más de 100m de manera confiable. Las cosas comenzaron a ponerse temblorosas a unos 200-300m.

Por referencia a Maxim NOTA DE APLICACIÓN 3884 ¿Qué tan lejos y qué tan rápido puede llegar con RS-485? del 25 de julio de 2006 (citado 2104-05-28):

menciona rs485 y cat5 con medidas.

Se presenta el rendimiento de un controlador Maxim (el MAX3469 en este caso) y un controlador> equivalente de otro fabricante

¿Qué factores limitan la velocidad de datos RS-485?

Los siguientes factores afectan qué tan lejos se puede transmitir de manera confiable a una velocidad de datos dada:

• Longitud del cable: a una frecuencia dada, la señal es atenuada por el cable en función de la longitud.
• Construcción del cable: el par trenzado Cat5 24AWG es un tipo de cable muy común utilizado para los sistemas RS-485. Agregar blindaje al cable mejora la inmunidad al ruido y, por lo tanto, aumenta la velocidad de datos para una distancia dada.
• Impedancia característica del cable: la capacitancia distribuida y la inductancia ralentizan los bordes, reducen el margen de ruido y comprometen el 'patrón de ojo'. La resistencia distribuida atenúa el nivel de señal directamente.
• Impedancia de salida del controlador: si es demasiado alta, esto limita la capacidad del controlador. Impedancia de entrada del receptor: si es demasiado baja, esto limita el número de receptores que el controlador puede manejar.
• Terminación: un cable largo puede actuar como una línea de transmisión. Terminar el cable con su impedancia característica reduce los reflejos y aumenta la velocidad de datos alcanzable.
• Margen de ruido: cuanto más grande mejor. Velocidad de rotación del controlador: los bordes más lentos (velocidades de rotación más bajas) permiten la transmisión a través de cables más largos.

Los diseñadores de sistemas a menudo eligen un controlador y un receptor de dos fabricantes competidores, pero la mayoría de los diseñadores están interesados ​​principalmente en qué tan lejos y qué tan rápido el controlador RS-485 puede conducir una señal. Se presenta el rendimiento de un controlador Maxim (el MAX3469 en este caso) y un controlador equivalente de otro fabricante.

La integridad de la señal se prueba observando la salida diferencial del conductor. Configure el osciloscopio para buscar puntos de activación entre los umbrales de 80mV y -400mV. (Estos umbrales se eligen porque los receptores tienen un rango de entrada de 20mV a -200mV, más un margen de ruido). Luego, cuando los pulsos (bits) comiencen a 'funcionar juntos', use patrones oculares para determinar las contribuciones generales de distorsión, ruido, y atenuación al parámetro llamado interferencia entre símbolos (ISI).

ISI lo obliga a reducir la velocidad de bits a un nivel que permita una distinción adecuada entre pulsos. Las pruebas del circuito de la Figura 1 muestran una correlación clara y consistente entre los puntos de activación y los patrones oculares. Los patrones oculares exhiben un 50% de fluctuación, medido utilizando métodos documentados en la nota de aplicación 977 de National Semiconductor [4]. La medición de la fluctuación de fase con un diferencial de 0V y un diferencial de ± 100mV produce los datos mostrados en las Figuras 4 y 5.

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Dependiendo de los controladores, obtienes resultados diferentes

A 39Mbps y 340 pies de cable Cat5, la salida del controlador de la Figura 2 exhibe un patrón de ojo en el que las señales se cruzan en el medio del ojo, una condición que indica posibles errores de bit. Sin embargo, el dispositivo Maxim a la misma velocidad de datos (Figura 3) no muestra tal condición. El transceptor Maxim ofrece un mejor rendimiento debido a los bordes de salida simétricos y la capacidad de entrada más baja.

Utilizamos CAT5 en la industria de la seguridad (controladores de acceso de tarjeta y cámaras) para RS485 sin ningún problema ... 9600-19200 baudios ... con una longitud de cable de más de 2000 pies ... funciona como un encanto

Mario

Si está utilizando controladores de nivel de chip en placas de su propio diseño, adapte las redes de terminación para el cable CAT5; esencialmente hazlo de 100 ohmios en lugar de 120 ohmios. Solía ​​hacer eso todo el tiempo. Mi problema a menudo consistía en instalar el cable esotérico 485 lo suficiente. Podría obtener 500 pies o incluso 1000 pies de cables de CAT, lo que sea. No estaba destinado a usarse en carreras tanto tiempo, pero funcionó y fue una fracción del costo.

El estándar exige un cable con una impedancia de 100 ohmios a frecuencias superiores a 100 kHz, DCR <240 ohmios y capacidad de par mutuo <20pF, con un AWG de 24 o más. Eso es todo. La mayoría de los cables CAT5 tienen una impedancia de 100 ohmios (más o menos), definitivamente menos de 20pF, y no creo haber visto un cable con un DCR de 240 ohmios. Entonces, en teoría deberías estar bien. En la práctica, he usado CAT5 / 5e / 6 tanto UTP / STP sin problemas en varios dispositivos, desde pequeñas series hasta Prominas.

Traté de encontrar la especificación, pero encontré una hoja de datos de TI que revisa el procedimiento de prueba balanceado / no balanceado, etc. http://www.ti.com/lit/an/snla137a/snla137a.pdf

La única excepción que se me ocurre es MIL-STD. Solicitará un cable en particular y la cubierta del cable debe reflejar eso.

par trenzado es par trenzado. entonces cat5 es 4 canales de rs485. Parece que si hay mucha RFI en la instalación, se puede justificar el cable trenzado blindado. Rs485 es de baja impedancia equilibrada, por lo que girar el par ayuda con la inmunidad al ruido y reduce el efecto de atenuación de las velocidades de transmisión más altas debido a la capacitancia paralela de los cables en la cubierta del cable a lo largo de las largas longitudes. Estas distancias de las que hablo son mayores de 100 metros.

Ahora hubo ciertos casos en los que utilicé el cable STP para rs485 porque tenía muchos dispositivos conectados en una cadena de larga duración (accesorios de iluminación DMX512). Y los resultados anteriores fueron una señal degradada de que los dispositivos cerca del final interpretarían la señal de manera incorrecta.

el cat 5 sin blindaje debería funcionar en su situación debido al voltaje que ejecutará (5-10V) y su señal no es de alta frecuencia (superior a 500Mhz) en primer lugar.

Pero usted declaró que va a instalar esto en un entorno comercial, por lo que siempre es mejor usar las situaciones del entorno del peor de los casos y usar un cable blindado.

Insistiría también en darse una vuelta. beldon 3106A es lo que normalmente uso para cablear audio balanceado. Sí, funcionaría para eso también, pero el cable de 24 awg con cubierta de grado plenum es el estándar.

Según mi experiencia con varios controladores de HVAC (Bacnet MSTP y Modbus), la mayoría de las veces el cable UTP funciona bien para tiradas cortas en entornos de poco ruido, pero puede tener problemas intermitentes e increíblemente difíciles de diagnosticar en tiradas largas multipunto con equipos diferentes y terminación incorrecta. La mano de obra involucrada en la resolución de problemas de RS485 puede superar rápidamente el costo de usar el cable correcto. Mi consejo es tener cuidado de usar el cable y la terminación correctos desde el principio o estar preparado para reemplazar el cable si resulta ser un problema.